第11讲-工件定位与夹紧

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机械制造工程——
夹紧力作用点（2）
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机械制造工程——
夹紧力作用点（3）
主要夹紧力垂直作用于定位 基准，并增加辅助支撑，防 止加工时产生振动。
第41页 机械制造工程——
三种基本夹紧机构
夹紧机构：利用斜面楔紧作用的原理来夹紧工件，有一定行
程并满足自锁条件。 斜楔夹紧机构：最基本的夹紧机构 螺旋夹紧机构 圆偏心夹紧机构 可看成是斜楔机构的变型
力源的不同，可分为手动、气动、液压和电动等夹紧方式 导向元件和对刀装置：用来保证刀具相对于夹具的位置。 连接元件：用来保证夹具和机床工作台之间的相对位置 夹具体：将上述部件有机地连成一体的基础部件
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机械制造工程——
z x
y x
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机械制造工程——
工件定位及夹紧
工件定位的原理与实现
线、面。
设计基准
基准
工序基准
工艺基准
定位基准
测量基准
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机械制造工程——
设计基准
设计基准是设计工作图上所采用的基准，常指零件
工作图上的基准
零件图纸上用于确定其上的某些点、线、面所依据
的那些点、线、面。
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工艺基准
零件在加工、测量和装配时所采用的基准，包括工
序基准、定位基准、测量基准
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机械制造工程——
定位误差
定位误差：由于定位不准而造成某一工序在
工序尺寸或位置要求方向的加工误差
产生原因：
工件本身的误差：一批零件，尺寸和位置上均有 着公差 定位元件本身有制造误差 定位元件之间有误差
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机械制造工程——
基准概念与分类
基准是工件上不同的表面之间用以确定相互关系所依据的点、
圆孔定位——圆锥销
圆锥销：一般限制3个移动自由度
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机械制造工程——
圆孔定位——心轴
心轴可分为：长圆柱心轴、短圆柱心轴、小锥度心度
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机械制造工程——
外圆柱面定位——V形块
外圆柱面常用V形块来定位
V形块分为短V形块和长V形块 V形块具有自动对中的功能
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机械制造工程——
设计基准 工序基准
通过粗加工工序 尺寸和精加工工 序尺寸，就可以 看出相应的加工 余量
零件图
工序图
定位基准
定位元件 定位方案图
第56页 机械制造工程——
定位误差的组成
定位误差是指一批工件采用调整法加工，仅仅由于定位不准
而引起工序尺寸的最大可能变化范围。
定位误差由基准不重合误差和基准位移误差组成
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机械制造工程——
第ห้องสมุดไป่ตู้6页
机械制造工程——
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机械制造工程——
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机械制造工程——
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机械制造工程——
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机械制造工程——
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机械制造工程——
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机械制造工程——
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机械制造工程——
作业
零件如图所示，本工序
采用水平放置的定位销
A
以工件内孔为定位来加工
机械制造工程——
第十讲 工件定位及夹紧
机械制造工程—— 第 1页 浙江大学机械工程学系现代制造工程研究所
工件定位及夹紧
工件定位的原理与实现
工件夹紧的原理与实现 定位误差分析与计算
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机械制造工程——
工件定位及夹紧
工件定位的原理与实现
工件定位的原理 常用定位方法与定位元件 工件定位类型
圆孔定位常用定位销、心轴等来定位
定位销分为圆柱销和圆锥销两种
圆柱销又可分为长销和短销
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机械制造工程——
圆孔定位——圆柱定位销
菱形销（削边销）
圆柱销与平面的组合定位
长销与小平面的组合
短销与大平面的组合
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机械制造工程——
圆孔定位——圆柱定位销
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机械制造工程——
基准不重合误差：由于工序基准和定位基准不重合，而引起的同一 批工件的工序基准相对于定位基准在加工尺寸方向上的最大可能变 动范围。 基准位移误差：由于定位基准本身的尺寸和形状误差，以及定位基
准与定位元件之间的间隙，所引起的同一批工件定位基准在加工尺
寸方向上的最大可能变动范围
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机械制造工程——
第42页
机械制造工程——
典型夹具举例
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机械制造工程——
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机械制造工程——
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机械制造工程——
第46页
机械制造工程——
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机械制造工程——
夹具的组成
定位元件：起定位作用，保证工件相对于夹具的位置，可用六点定位原
理来分析其所限制的自由度；
夹紧装置：将工件夹紧，以保证在加工时保持所限制的自由度。根据动
圆锥孔定位
圆锥孔定位：顶尖、锥度心轴
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机械制造工程——
工件定位形式
工件定位形式主要分为以下几种：
不完全定位
完全定位
欠定位 过定位
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机械制造工程——
完全定位与不完全定位
如果在工序中，需对工件的六个自由度都进行限制，则称为
完全定位 如果某个自由度没有限制，但对加工不会产生影响，则称为 不完全定位
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机械制造工程——
平面定位——支承钉
自定位支承：浮动支承
大尺寸、平面误差较大的毛坯面 限制一个自由度
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机械制造工程——
平面定位——支承钉
辅助支承：不起限制自由度的作用，不破坏原来的定位
工件定位后，才起支承作用，以提高定位的稳定性
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机械制造工程——
平面定位——支承钉
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机械制造工程——
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机械制造工程——
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机械制造工程——
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机械制造工程——
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机械制造工程——
欠定位与过定位
欠定位：应该限制的自由度没有被限制，将引起加工尺寸无
法保证
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机械制造工程——
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机械制造工程——
大端平台与长销组合而产生过定位
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机械制造工程——
夹紧力方向（1）
有利于工件的准确定位，而不能破坏定位
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机械制造工程——
夹紧力的方向（2）
夹紧力的方应向尽量减小工件变形
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机械制造工程——
夹紧力的方向（3）
应尽可能与切削力、工件重力方向一致，以减小所需夹紧力
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机械制造工程——
夹紧力的作用点（1）
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机械制造工程——
定位方案可行性分析
定位方案可行的条件：
定位误差 ≤ 工序公差/3
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机械制造工程——
定位误差分析与计算
A3 不 变
A3
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机械制造工程——
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机械制造工程——
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机械制造工程——
定位基准位移误差
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机械制造工程——
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机械制造工程——
用V型块定位的定位误差分析
用支承钉的平面定位方法：
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机械制造工程——
平面定位——支承钉
支承钉可分为固定支承钉、可调支承钉、自定位支承钉和辅
助支承四种 固定支承钉：
A型：已加工表面 B型：毛坯表面
C型：防滑
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机械制造工程——
平面定位——支承钉
可调支承钉：可调整支承面的高度
毛坯制造精度低，尺寸变化大，粗基准 一般与固定支承钉配合使用
缺口AB，定位销直径为
d D B
d1 30
0.05 0.10
0 A 200 , B 43 0.1 0.1 0.1 D 500 , d 30 0.2 0
试分析该定位方案能否满足加工要求 如果无法满足，请提出改进方案
第74页 机械制造工程——
机械制造工程——
过位定的消除
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机械制造工程——
过定位的消除
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机械制造工程——
一面两销的过定位
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机械制造工程——
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机械制造工程——
工件定位及夹紧
工件定位的原理与实现
工件夹紧的原理与实现
夹紧力的确定：方向、作用点、大小
典型夹紧机构
典型夹具
定位误差分析与计算
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机械制造工程——
平面定位——支承板
支承板根据其宽度与定位面大小的关系，分为窄板和宽板
窄板相当于二个支承钉：限制2个自由度 宽板相当于三个支承钉：限制3个自由度
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机械制造工程——
平面定位——支承板
A型支承板
B型支承板：易于排屑
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机械制造工程——
圆孔定位——圆柱定位销
工件夹紧的原理与实现 定位误差分析与计算
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机械制造工程——
定位误差分析依据
加工误差 = 安装误差 + 对定误差 + 加工过程误差
满足精度要求：加工误差 ≤ 零件公差 安装误差 = (加工误差)/3 ≤ 零件公差/3
安装误差 = （定位误差 + 夹紧误差）≈ 定位误差
定位误差 ≤ 零件公差/3
工序基准：机械加工工序基准和装配工序基准。工序图
上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状和位 置的基准 定位基准：定位是加工前使工件相对于刀具有正确的位 置。加工时用于工件定位的基准。
测量基准：在加工或加工后用来测量工件的形状、位置
和尺寸时所采用的基准。
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机械制造工程——
不同基准的示例
工件夹紧的原理与实现
定位误差分析与计算
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机械制造工程——
六点定位原理
第 4页
机械制造工程——
六点定位原理
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机械制造工程——
常用定位方法与定位元件
常用定位方法
平面定位 圆孔定位 外圆柱面定位 圆锥孔定位
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机械制造工程——
平面定位——支承钉
常见的平面定位元件有支承钉和支承板两种
定位误差的计算
计算方法一：直接找出一批工件定位可能出现的两个极端位
置，通过几何关系直接计算出工序尺寸的最大可能变动范围。 计算方法二：根据定位误差的组成来计算
基准不重合误差：工序基准相对定位基准的最大可能变动范围 基准位移误差：定位基准的最大可能变动范围 关键: 基准不重合误差：工序基准相对于定位基准 基准位移误差：定位基准相对于理想定位基准